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3次元プレート動的非線形解析
初版リリース ： '09.02.27
最新Ver.リリース ： '12.05.07 |
| ベース |
\330,000 |
（税込 \346,500） |
| フルオプションセット |
\1,800,000 |
（税込 \1,890,000） |
| フルオプションセット（前川モデル除く） |
\1,150,000 |
（税込 \1,207,500） |
| フルオプションセット（ケーブル要素除く） |
\1,500,000 |
（税込 \1,575,000） |
| フルオプションセット（前川モデル、ケーブル要素除く） |
\850,000 |
（税込 \892,500) |
| Engineer's Studio® for Students |
\10,000 |
（税込 \10,500） |
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| Windows2000/XP/Vista/7 対応 |
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プログラム概要
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Engineer's Studio®は、弊社がプレ処理〜計算エンジン〜ポスト処理までの全てを自社開発した3次元有限要素法（FEM）解析プログラムです。
土木・建築構造物の部位を1本棒に見立てたはり要素や平面的に連続した平板要素でモデル化して、構造物の非線形挙動を解析するツールです。 |
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| Engineer's Studio® 関連書籍 |
| 「数値シミュレーションで考える構造解析」 ― ソフトで学ぶ非線形解析と応答解析 ― |
| ■ 著者 ： 吉川 弘道／青戸 拡起／甲斐 義隆 |
| ■ 発売日 ： 2009年 11月 18日 |
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■ 出版社 ： |
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| ■ 220ページ／オールカラー |
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■ 本体価格 ： 2800円(税抜) |
構造解析の基礎から実構造物に対するパラメトリックシミュレーションまで幅広い検討事例を分かりやすく解説！ファイバー要素を用いた先進の解析事例を豊富に収録！
| ●目次 |
・第1章 構造解析への誘い
・第2章 断面の非線形解析
・第3章 部材の非線形解析
・第4章 構造物の地震応答解析
・第5章 骨組解析の基礎知識 |
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＜ Ver.1.07.01 （12/05/07 リリース) 改訂内容 ＞
- 大規模モデルの計算速度向上
- ポストプロセスの処理速度改善
- ばね特性に「バイリニア非対称＋正負方向」を追加
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プログラムの機能と特長
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■解析の特長
解析面での主な特長は、UC-win/FRAME(3D)で高い評価と多くの実績のある3次元ファイバー要素とReissner-Mindlin理論に基づく平板要素を備えていること、そして、それらの材料非線形および幾何学的非線形（大変位）を同時に考慮した静的解析および動的解析が可能な点です。
平板要素は厚さ方向に複数の層を持つ積層構造とすることができ、各層には異なる材料種類や線形・非線形の設定を個別に定義できます。平板要素に適用するコンクリート構成則に、東京大学コンクリート研究室で開発された世界的に評価の高い鉄筋コンクリート非線形構成則（分散ひび割れモデル）を採用しています。本製品の平板要素は、UC-win/WCOMDのRC要素を厚さ方向へ多層に拡張して、面内変形だけでなく面外変形の非線形挙動も解析可能にしたとも言えます。
平板要素はFEMでよく用いられるアイソパラメトリック要素を採用しています。要素の形状と種類を下図に示します。
■主な解析機能
| 項 目 |
内 容 |
| 解析 |
静的解析／動的解析／固有値解析 |
| 非線形解析 |
材料非線形／幾何学的非線形（大変位理論）／複合非線形（材料非線形と幾何学的非線形を同時に考慮） |
| 適用理論 |
微小変位理論／大変位理論／弾性床上のはり理論／Bernoulli-Eulerのはり理論／Timoshenkoはり理論（せん断変形考慮）／Reissner-Mindlin理論 |
| 要素 |
弾性はり要素／剛体要素／ばね要素／Ｍ−φ要素／ファイバー要素／平板要素（積層プレート） |
| 境界条件 |
節点に対して6自由度の拘束条件（自由or固定orばね）／弾性梁要素に対して分布ばね（部材軸方向＋部材軸直角2方向）／連成ばね（節点に定義） |
| 材料の種類 |
コンクリート／鉄筋／PC鋼材（鋼より線、鋼棒）／鋼板／炭素繊維シート／アラミド繊維シート／弾性材料（ヤング係数を任意に入力）／非構造材料（単位体積重量のみを考慮した材料） |
| 定義可能な荷重 |
節点荷重／部材荷重（集中、分布、射影長）／温度荷重／強制変位 |
| 自動生成する荷重 |
死荷重／プレストレス荷重／水平震度荷重 |
| 静的荷重 |
単調増加／繰り返し（一定、増加）／反転繰り返し（一定、増加） |
| 動的荷重 |
加速度波形（鉛直と水平2成分の個別または同時入力） |
| 動的解析 |
Newmark-β法（β＝1/4）による直接積分法 |
| 減衰 |
要素別剛性比例型（初期剛性、瞬間剛性）／Rayleigh型（初期剛性、瞬間剛性）／要素別Rayleigh型（初期剛性、瞬間剛性） |
| 質量マトリクス |
Consistent mass matrix／Lumped mass matrix |
■活荷重の計算
活荷重計算は１本棒の影響線解析です。プログラムは影響線を作成した後に、活荷重（L荷重、T荷重、連行荷重）を移動させながら各着目点での断面力等が最大・最小となる位置を検索します。道路橋の橋軸方向が主な用途です。
■鋼製部材のひずみ照査
「鋼・合成構造標準示方書 耐震設計編」（土木学会、2008年制定、2008年2月）に準拠したひずみ照査を行います。鋼製部材をファイバー要素でモデル化し、安全係数や終局ひずみの設定を行うとひずみによる照査結果が得られます。
■断面計算機能
道路橋示方書に準拠したRC断面に対する許容曲げ応力度照査、曲げ耐力照査、平均せん断応力度照査等、せん断耐力照査、最小鉄筋量の照査が可能です。
■平板要素への面分布荷重載荷
平板要素へ荷重を載荷するときは、節点への集中荷重で載荷するだけでなく、面的に分布する面分布荷重載荷に対応。面分布荷重には、全体座標系に沿った方向で載荷するパターン、フレーム要素の射影長荷重に相当するパターン、要素座標系に沿って載荷するパターンの3つの種類を用意しました。
■入出力画面の特長
- メイン画面にウィンドウを自由にはめ込み・取り外し可能なドッカブルインターフェース
- 節点数の多い大規模モデルでも高速に動作するアンドゥ・リドゥ機能
- コピー・貼り付けやデータチェックがしやすい表形式入力
- マウス操作による連続はり要素作成、平板要素作成など
- UC-win/FRAME(3D)のデータファイル読込み対応
- 3次元CADのような矩形拡大・縮小・縦横移動
- マウスのドラッグ操作による要素の移動・回転
- 既存モデルに別モデルを簡単に貼り付け可能
- モデル作成手順がわかるツリー構造
- モデル図の複数画面起動に対応
- 高品質なレポート出力機能
- 強力な検索機能
■メイン画面
Engineer's Studio®では「リボン」と呼ばれる新しいユーザーインターフェースを採用しています。「リボン」は、2007
Microsoft Office Systemから導入され、将来のWindowsアプリケーションにおいて標準になると言われている技術です。「リボン」は従来のメイン・メニューやメイン・ツールバーに置き換わり、複数のコマンドを機能ごとにまとめてグループ化しています。これにより、目的のコマンドに簡単にアクセスできます。この新しい概念を複雑な機能を持つEngineer's
Studio®に取り入れることで、使いやすい操作性を実現しました。下図はメイン画面の様子です。画面上側にリボンが、画面左側にツリーが並んでいます。
■画面の例
＜例1＞
下図は、左側ツリーを「描画設定」タブに切り替えてソリッド表示や節点の非表示等の設定を行い、右側画面では鳥瞰図・平面図・側面図・正面図を表示させるボタンを押して各図を自由に並べた様子です。
＜例2＞
複数の表形式入力画面を１つのウィンドウ内に並べた様子です。いくつでも同時に並べることができ、タブで切り替えるように再配置することも可能です。モデル内をマウス操作により節点を追加・削除等を行えば、自動的に表にも反映されます。
＜例3＞
左図は三角形の平板要素をマウス操作で作成した様子です。空間内の3カ所を順番にクリックして適用ボタンを押すと自動的に三角形のメッシュ分割が実行されます。
右図の四角形要素は、空間内の2点をドラッグすることで自動的に四角形要素が生成されます。いずれもメッシュ分割のサイズや要素種類を図に示す小画面で設定します。
＜例4＞
検索画面を呼び出して弾性梁要素を検索した様子です。検索された要素に十字の線と交点に印が描画されます。検索した要素を選択状態にするオプションもあります。
＜例5＞
平板要素が変形した状態とひずみによる損傷判定結果を同時に表示させた様子です。右は層毎に判定した図、左は要素全体として判定した図です。
＜例6＞
レポート出力を設定する画面です。出力したときの目次に近いイメージで出力設定を行います。
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| Engineer's Studio® 解析支援サービス |
3次元積層プレート、分差ひび割れモデル入力データ支援サービス
１．平板要素を用いた解析
- 平板要素を用いることにより、構造部材として壁を持つ構造物を解析することが可能です。
また、世界的に評価の高い鉄筋コンクリート非線形構成則、前川モデル（分散ひび割れモデル）を採用しており、面内変形だけでなく面外変形の非線形挙動も解析可能です。
ステップの進行に従い、変位とひび割れ状況を表示することができます。橋梁床版のプレートモデル解析、基礎底版のプレートモデル化解析、地下の壁構造物など様々なモデル化を支援します。
２．ファイバー要素を用いた解析
- 梁要素の非線形解析として、ファイバー要素を用いた解析はUC-win/FRAME（3D）同様可能です。橋脚に対する2方向加震、鋼橋の非線形解析など軸力変動もしくは二軸曲げが生じるような構造物に対して適切な解析が可能です。
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| ▲長辺短辺同時載荷の結果例(平面表示) |
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▲RC梁を模した平板要素の結果例 |
水道施設耐震工法指針・解説2009年版（社団法人日本水道協会）の「池状構造物に対する静的非線形解析」に対応したEngineer's
Studio®または、UC-win/FRAME(3D)を用いたプッシュオーバー解析です。
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| ▲変形ならびにコンクリートの損傷 |
▲中間柱のコンクリート損傷状況
および応力ひずみ履歴 |
▲設計事例集解析結果との比較 |
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平成23年5月11日、弊社構造解析ソフトウェア製品Engineer's Studio®が「第23回
中小企業優秀新技術・新製品賞 ソフトウエア部門優良賞」を受賞しました。これは、弊社が創業25年来、東京大学前川宏一教授と進めてまいりました世界トップクラスの高精度な構造解析コンクリート解析ソフトです。このため、ご一緒に参席いただいた前川宏一先生にも「産学官連携特別賞」が贈られました。今後の性能設計を支援するソフトとしてさらに改良を進めて参ります。
| 表彰名 |
： |
ソフトウエア部門 優良賞 産学官連携特別賞 |
| 応募者名 |
： |
株式会社フォーラムエイト
東京大学大学院 工学系研究科社会基盤学専攻 教授 前川 宏一 氏 |
| プロダクト名 |
： |
構造解析プログラム 「Engineer's Studio®」 |
日刊工業産業研究所 第23回 中小企業優秀新技術・新製品賞 受賞者一覧
http://www.nikkan.co.jp/sanken/shingizyutu/23shingizyutu.html |
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平成21年3月5日、実大三次元震動破壊実験施設（E-ディフェンス）を用いた橋梁耐震実験研究「橋梁は、地震にどこまで耐えられるか？」、平成19・20年度橋梁耐震実験研究研究成果発表会(主催(独)防災科学技術研究所、世界貿易センタービル3階)において実施された「C1-2実験事前解析コンテスト結果発表・表彰」にて、当社UC-win/FRAME(3D)解析支援チームメンバー、甲斐義隆、松山洋人と、東京都市大学（旧：武蔵工業大学）吉川研究室による合同チームが優勝者として表彰されました。
>> プレスリリース （2009年 3月 6日）
UC-win/FRAME(3D)解析支援チームメンバーが優勝！
事前解析コンテスト・ファイバーモデル部門 |
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▲UC-win/FRAME(3D)解析支援チーム、
開発責任者、共同受賞者、青戸拡起氏
（右から２番目、東京都市大学 吉川弘道研究室） |
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